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- Procédé et installation pour la fabrication d'hydrocarbonate de sodium. ,
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Il est connu que l'on peut obte nir de l'hydrocarbonate de sodium en introduisant de l'acide carboni- que ou un mélange de gaz en contenant dans des solutions d'hydroxyde de sodium.
La solution d'hydroxyde de sodium nécessaire à cet effet est produite en quantités industrielles dans l'électrolyse du chlore à partir d'une solution de chlorure de sodium, et ce, dans le procédé à diaphragme, avec une teneur on NaOH d'environ 11 à 14 pour cent en poids, et dans le procédé à l'amalgame, avec une teneur en NaOH de 40 à 50 pour cent,
Cependant, il est introduit alors dans le mélange de réaction, avec la solution très diluée d'hydroxyde de sodium, des quantités importantes d'eau, dans laquelle reste dis- soute une quantité d'importance proportionnelle de l'hydrocarbonate de sodium formé. Si l'on doit isoler aussi cet hydrocarbonate de so- dium, il faut faire évaporer les lessives mères dans une autre opéra- tion avec une dépense d'énergie importante.
Pour éviter l'évaporation, il est connu d'ajouter à une solution d'hydroxyde de sodium qui contient 13 % NaOH et 19 % NaCl,obtenue par le procédé à diaphragme, une quan- tj.té supplémentaire de chlorure de sodium. La solution ainsi obtenue est alors carbonatée, à la suite de quoi l'hydrocarbonate de sodium peu soluble dans la solution qui contient du chlorure de sodium pré- cipite et est séparé. Le filtrat contenant du chlorure de sodium, que l'on obtient, doit être renvoyé à l'électrolyse. Toutefois il con- tient encore de l'hydrocarbonate de sodium en si grande, quantité que ce dernier doit être d'abord transformé en chlorure de sodium et car- bonate de calcium par addition de chlorure de calcium.
Cette façon de faire conduit à une utilisation peu favorable de l'acide carbonique qui a été à l'origine tiré de la pierre à chaux par cuisson et ne peut être fourni pour la fabrication de l'hydrocarbonate de sodium qu'après une nouvelle décom- position thermique du carbonate de calcium précipité. Il n'est en ou- tre pas possible dans ce procédé d'éviter que l'hydrocarbonate de so- dium obtenu soit rendu impur par du chlorure de sodium.
Ces inconvénients devraient pouvoir être surmontés par la mise en oeuvre d'une solution d'hydroxyde de so- dium pure concentrée, telle que par exemple la solution d'hydroxyde de sodium produite lors de l'électrolyse de chlorures alcalins par le procédé à l'amalgame. Lors de la carbonatation des solutions d'hydro- xyde de sodium concentrées de ce genre, il se forme toutefois très ra- pidement une bouillie épaisse qui contient comme matières solides de 1'hydrocarbonate de sodium, du carbonate de sodium et des cristaux mixtes des deux combinaisons avec les compositions les plus variées.
Ces mélanges cristalins n'absorbent plus aucune quantité d'acide car- bonique de sorte que le carbonate de sodium déjà formé ne peut réagir
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en hydrocarbonate de sodium. En outre les produits de la carbonata- tion ne peuvent être séparés de la liqueur mère qu'avec une dépense technique importante.
Ces difficultés peuvent être sur- montées par le procédé connu dans lequel on traite, en opposition avec ce qui se passe dans la façon de procéder normale, une solution d'hy- droxyde de sodium, tirée des cellules d'électrolyse du chlorure de so- dium par le procédé à l'amalgame à une concentration très faible, en l'épuisant avec de l'acide carbonique. L'hydrocarbonate de sodium qui se sépare ici sous une forme bien filtrable est séparé de la liqueur mère qui est retournée dans les cellules d'électrolyse. L'hydrocarbo- nate de sodium dissous contenu dans la liqueur mère que l'on renvoie se transforme avec l'hydroxyde de sodium qui se forme dans la cellule en carbonate de sodium.
Au cours de la carbonatation suivante de la solution d'électrolyte que l'on tire une nouvelle fois des cellules, ce carbonate de sodium sera transformé en hydrocarbonate de sodium.
Ce procédé à l'inconvénient que la solution tirée des cellules doit y être retournée et que la modifica- tion de sa composition peut influer dans une mesure indésirable sur le déroulement de l'électrolyse. En outre la fabrication do l'hydro- carbonate de sodium ne peut se faire qu'en étroite liaison technique locale avec l'électrolyse. L'électrolyse. L'électrolyse doit aussi être en outre modifiée en ce sens que pour chaque étape du procédé on ne peut électrolyser que jusqu'à ce que soit obtenue une solution d'hydroxyde de sodium à 4 à 8 %, alors qu'autrement on obtient en une seule étape par le procédé à l'amalgame une solution d'hydroxyde de sodium dont la teneur sera de 40 à 50 %.
D'autres possibilités plus favora- bles techniquement doivent en conséquence être recherchées pour la production d'hydrocarbonate de sodium.
L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication d'hydrocarbonate do sodium pur, par transformation d'une solution d'hydroxyde de sodium qui se forme dans l'électrolyse du chlorure de sodium avec une teneur en NaOH supérieure à 4o pour cent en poids, avec de l'acide carbonique ou un gaz on contenant, procédé caractérisé par ce qu'on dilue la solution d'hydroxyde de so- dium jusqu'à une teneur en hydroxyde do sodium de préférence de 8 à 15 pour cent on poids avec des eaux mères provenant du procède et restant après séparation de l'hydrocarbonate de sodium solide, à la suite de quoi on introduit dans cette solution de l'acide carbonique pur, ou un mélange qui en contienne, et on sépare finalement l'hydro- carbonate de sodium formé.
Pour le procédé suivant l'inven- tion, on met en oeuvre une solution d'hydroxyde de sodium telle qu'el- le est obtenue lors de l'électrolyse du chlorure de sodium par le pro-
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cédé à l'amalgame. Il est produit là des solutions d'hydroxyde de so- dium dont la concentration en HaOH est supérieure à 40 %, qui peuvent être transformées en hydrocarbonate de sodium, suivant l'invention, sans aucun traitement préalable.
L'acide carbonique qui est en plus nécessaire pour la transformation sera obtenu de préférence par cuis- son de carbonate de calcium ou par calcination d'hydrocarbonate de so- dium. Il est aussi possible d'utiliser des gaz contenant du CO2 tels qu'il s'en produit lors du lavage de mélanges de gaz nécessaires pour des synthèses ou lors de la combustion de matières contenant du car- bone. Le gaz naturel contenant du CO2 peut également être utilisé. Le gaz qui contient de l'acide carbonique doit être très pur et sera en conséquence lavé avant son utilisation avec de l'eau, éventuellement avec une solution d'hydrocarbonate de sodium, et purifié par le procé dé électro-statique, afin d'être purifié des poussières volantes, des constituants acides et des aérosols ou autres.
Le gaz qui contient l'acide carbonique peut être mis en oeuvre sous forme de gaz à haut pourcentage, contenant par exemple 90 % de CO2 ou sous forme de mé- lange avec des gaz inertes tels que par exemple l'azote et l'oxygène.
L'invention s'étend également à une installation pour l'application du procédé précédent ou similaire.
Le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre dans une cuve de réaction qui convienne comme carbona- tour, par exemple dans une cuve cylindrique fermée, dressée vertica- lement qui est pourvue d'un raccord d'arrivée inférieur pour le gaz riche en acide carbonique, et d'un raccord de sortie supérieur pour le gnz pauvre en acide carbonique. Cette cuve de réaction est alimen- tée en solution d'hydroxyde de sodium.
Suivant l'invention on met en oeu- vre à cet effet une solution d'hydroxyde de sodium qui aura été diluée, à l'intérieur ou à l'extérieur de cette cuve de réaction, avec une li- queur mère provenant d'une opération précédente, saturée d'hydrocar- bonte de sodium, en une solution qui contienne 8 à 15 pour cent ,de préférence 10 à 12 pour cent,d'hydroxyde de sodium. Les deux solu- tions sont mélangées à des températures de 20 à 30 c
La solution saturée d'hydrocarbo- nate de sodium contient à ces températures 8,7 à 10 pour cent en poida d'hydrocarbonatede sodium.
Ainsi, il faudra,pour une partie en poids de solution d'hydroxyde de sodium à 45 à 55 pour cent en poids, 2,5 à 5,5 parties en poids, de préférence 3 à 4 parties en poids,de li queur mère pour produire la solution d'hydroxyde de sodium que l'on doit mettre en oeuvre suivant l'invention. Dans la solution d'hydro- xydo de sodium à 8 à 15 pour cent en poids qui se trouve alors dans la cuve de réaction, on introduit alors le CO2 à la température qui est donnée par le mélange. Pendant l'addition de CO, la température
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du mélange de réaction continue à monter et sera maintenue par refroi- dissement à des chiffres de 65 à 70 C.
A la fin de l'absorption d'a- cide carbonique le mélange de réaction est refroidi à 22 à 28 c pour que l'hydrocarbonate de sodium forme cristallise le plus complètement possible. L'introduction d'acide carbonique est poursuivie aussi long- temps qu'il sera nécessaire pour qu'il ne se produise pratiquement plus aucune absorption dans le mélange de réaction.
Pour utiliser le plus complètement possible l'acide carbonique il est apparu avantageux de carbonater la solution d'hydroxyde de sodium dans plusieurs cuves raccordées l'une derrière l'autre dans le sens du gaz ou dans les colonnes de précipi- tation qui sont courantes dans le procède ammoniaque-carbonate de so- dium. La connexion des cuves de carbonatation suivant IIonigmann, con- nue d'après le procédé ammoniaque-carbonate, s'est montrée aussi très appropriée pour cette carbonatation.
Si trois cuves de réaction sont raccordées l'une derrière l'autre, l'acide carbonique sera d'abord introduit dans la cuve de réaction où la carbonatation est la plus avancée. Le gaz qui s'échappe de la première cuve de réaction arrive dans la deuxième cuve de réaction qui contient une solution d'hydro- xyde de sodium moins carbonatée ; le gaz qui s'échappe do cette der- nière arrive à son tour dans la troisième cuve qui est alimentée en solution fraiche d'hydroxyde de sodium et en liqueur mère saturée d'hydrocarbonate de sodium ramenée. Quand la carbonatation est termi- née dans la première cuve,celle-ci est vidangée. Par commutation de l'arrivée de gaz, la cuve qui était précédemment la deuxième devient la première dans le sens du gaz et celle qui était la troisième de- vient la deuxième dans le sens du gaz.
La cuve qui était auparavant la première est remplie de solution fraîche d'hydroxyde de sodium et de solution d'hydrocarbonate de sodium saturée et est alors raccordée comme troisième cuve de réaction. Les cristaux d'hydrocarbonate de so- dium qui resteraient, au cours de la vidange de la cuve, adhérents aux tuyaux de refroidissement et aux parois ne gênent en aucune façon le déroulement du procède suivant l'invention, car ils seront dissous au début de l'opération suivante par la solution fraîche d'hydroxyde de sodium.
L'hydrocarbonate de sodium cristal- lise, dans le mélange de réaction constitué suivant l'invention, en cristaux bien formés, qui peuvent être séparés facilement, par exemple par décantation et centrifugation subséquente, ou par filtration. Le cristallisât humide ainsi obtenu ne sera pas lavé mais bien séché di- rectement avec de l'air chaud qui entrera dans le séchoir à une tem- pérature d'environ 150 c Il est surprenant de constater-que,si l'on carbonate suivant l'invention une lessive de soude caustique à 50 % par exemple, sans évaporer l'eau de la solution'résiduelle, le rende-
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ment en hydrocarbonate de sodium sec pur se monte à environ 95 à 96% de la théorie et dépend en premier lieu de la température finale ajus- tée lors du refroidissement du mélange de réaction.
On obtient de plus: comme eaux-mères, une solution saturée aqueuse d'hydrocarbonate de so- dium à environ 9 à 10 pour cent en poids.
Suivant l'invention, cette solu- tion sera en partie utilisée pour diluer la lessive de soude causti- que fraîche. Le reste pourra alimenter une autre utilisation technique et par exemple être introduit dans lé procédé de la soude à l'ammo- niaque.
Le procédé suivant l'invention sup- prime en conséquence toute évaporation de l'eau apportée par la solu- ti.on d'hydroxyde de sodium, exception faite de la quantité insigni- fiante d'humidité qui adhère au cristallisat centrifugé ou filtré et qui est éliminée au cours de l'opération de séchage. Un gros avantage réside en outre dans le fait que(Suivant le procédé en une seule phase de l'invention, on obtient un hydrocarbonate de sodium pur qui con- tient moins de 0,015 % de chlorure de sodium et seulement environ 10-3% de bioxyde de silicium, d'alcalino-terreux et d'oxyde de fer, à condition que l'on opère dans des cuves de réaction protégées contre la corrosion, revêtues par exemple d'acier VA.
L'hydrocarbonate de so- dium obtenu suivant l'invention peut être utilisé directement dans des emplois pharmaceutiques ou dans la technique des produits alimen- taires ..
L'exécution du procédé suivant l'invention est expliquée plus en détail ci-après par un exemple.
EXEMPLE
Trois cuves en acier d'une conte- nance de 80 m3, qui sont revêtues pour la protection contre la corro- sion avec de l'acier inoxydable, qui sont équipées d'un système de tuyaux de refroidissement, et comportent dos raccords pour l'entrée et la sortie de liquide et de gaz, sont reliées l'une derrière l'au- tre dans le sens du gaz en forme de batterie. La cuve 1 est remplie avec 7 nide lessive 'de soude caustique à 50 % et 38 m3 d'une liqueur mère formée d'une solution d'hydrocarbonate de sodium saturée à 9,8 %.
En raison de la chaleur de dilution, la température de début monte de 28 C à 42 C. On introduit alors le gaz contenant 55 % de CO2et 45 % de gaz inertes qui a été purifié par lavage avec de l'eau, avec une solution d'hydrocarbonate de sodium, et par un traitement électro- statique. Le gaz qui s'échappe de la cuve 1 traverse les cuves 2 et 3, d'abord vides, et sort à l'air libre. L'alimentation en acide car- bonique est réglée de façon que la carbonatation complète de l'hydro- xyde de sodium introduit demande environ 9 heures. IL faut pour cela 5,9 t d'acide carbonique. Le débit horaire se montera en conséquence à 655 kg d'acide carbonique.
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Au bout de trois heures, la tempé- rature monte dans la cuve de réaction à 62 c La cuve 2 qui a été au. paravant remplie également de solution à 11 % d'hydroxyde de sodium, est alors raccordée dans le circuit de gaz. Comme désormais deux char- ges de cuves doivent être alimentées en acide carbonique, le débit horaire devra être doublé et se montera donc à 1 310 kg. Aussitôt que la température a atteint dans la première cuve 65 à 70 c on met en route le refroidissement à l'eau pour maintenir cette température à ce niveau. Après encore trois heures, la troisième cuve est aussi remplie de solution d!hydroxyde de sodium et le débit d'acide carbo- nique est amené à sa valeur finale de 1 965 kg par heure.
La tempéra- ture sera abaissée, vers la fin du déroulement du procédé, dans la cuve 1, à la température finale de 28 c Dans les autres cuves, la régulation de la température se fera de la même façon.
La suspension d'hydrocarbonate de sodium de la cuve 1, qui est après neuf heures complètement carbona- tée et refroidie, est envoyée sous la pression du gaz comprimé dans une cuve de stockage. Après que la cuve a été vidée, le circuit de l'acide carbonique .est changé de façon telle que le gaz traverse dé- sormais en premier la cuve 2. Le gaz qui s'échappe de cette cuve s'é coule dans la cuve qui se trouve à la suite, qui était précédemment la cuve 3, et qui est maintenant devenue la cuve 2. De cette' cuve, le gaz résiduel s'échappe à l'air libre. Les cristaux de la charge de la cuve 1 sont alors séparés des eaux-mères par centrifugation. Le cris- tallisat humide a une teneur en eau d'environ 9 pour cent. Co cris- tallisat est séché à l'air chaud que l'on fera entrer à une tempéra- ture de 150 C.
On obtient 10 550 kg d'hydrocarbonate de sodium sec, Des eaux-mères obtenues lors de la centrifugation, qui sont saturées d'hydrocarbonate de sodium, 38 m' seront utilisés pour la dilution d'une nouvelle charge de carbonatation. Les Il 650 kg = # Il,2 m3 restants sont repris et envoyés dans le procédé de soude à l'ammonia que.
Les 38 m3de solution d'hydrocar bonate de sodium qui doivent être utilisés pour la dilutionde l'opé- ration suivante sont retournés dans la cuve de réaction, mélangés avec 7 m3 de lessive de soude caustique et carbonatés à nouveau, le gaz qui s'échappe de la deuxième cuve étant introduit désormais dans cette cuve qui par suite est raccordée en troisième dans le sons du gaz.
L'opération se poursuit dans les même conditions de façon telle qu'a- près trois heures de fonctionnement on change le circuit des cuves, et que toutes les trois heures une cuve soit vidée et do mouveau remplie,
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres Formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
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- Process and installation for the manufacture of sodium hydrocarbonate. ,
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It is known that sodium hydrocarbonate can be obtained by introducing carbonic acid or a mixture of gases containing it into solutions of sodium hydroxide.
The sodium hydroxide solution required for this purpose is produced in industrial quantities in the electrolysis of chlorine from a sodium chloride solution, and this, in the diaphragm process, with a NaOH content of approximately 11 to 14 percent by weight, and in the amalgam process, with an NaOH content of 40 to 50 percent,
However, substantial amounts of water are then introduced into the reaction mixture together with the very dilute sodium hydroxide solution, in which a proportionally large amount of the sodium hydrocarbonate formed remains dissolved. If it is also necessary to isolate this sodium hydrocarbonate, it is necessary to evaporate the mother liquors in another operation with a considerable expenditure of energy.
In order to avoid evaporation, it is known to add to a sodium hydroxide solution which contains 13% NaOH and 19% NaCl, obtained by the diaphragm process, an additional quantity of sodium chloride. The solution thus obtained is then carbonated, whereupon the sparingly soluble sodium hydrocarbonate in the solution which contains sodium chloride precipitates and is separated. The resulting sodium chloride-containing filtrate must be returned to electrolysis. However, it still contains sodium hydrocarbonate in such a quantity that the latter must first be converted into sodium chloride and calcium carbonate by the addition of calcium chloride.
This approach leads to an unfavorable use of the carbonic acid which was originally extracted from the limestone by firing and cannot be supplied for the manufacture of sodium hydrocarbonate until after further decomposition. - thermal position of the precipitated calcium carbonate. In addition, it is not possible in this process to prevent the sodium hydrocarbonate obtained from being made impure by sodium chloride.
These drawbacks should be able to be overcome by using a concentrated pure sodium hydroxide solution, such as, for example, the sodium hydroxide solution produced during the electrolysis of alkali chlorides by the process. 'amalgam. When carbonating such concentrated sodium hydroxide solutions, however, a thick slurry forms very quickly which contains as solids sodium hydrocarbonate, sodium carbonate and mixed crystals of the salts. two combinations with the most varied compositions.
These crystalline mixtures no longer absorb any quantity of carbonic acid so that the sodium carbonate already formed cannot react.
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in sodium hydrocarbonate. Furthermore, the carbonation products can only be separated from the mother liquor at a significant technical expense.
These difficulties can be overcome by the known process in which, in contrast to what happens in the normal way of proceeding, a solution of sodium hydroxide, taken from the cells for electrolysis of sodium chloride, is treated. - dium by the amalgam process at a very low concentration, exhausting it with carbonic acid. The sodium hydrocarbonate which separates here in a well-filterable form is separated from the mother liquor which is returned to the electrolytic cells. The dissolved sodium hydrocarbonate contained in the mother liquor which is returned is converted with the sodium hydroxide which forms in the cell into sodium carbonate.
During the next carbonation of the electrolyte solution which is taken again from the cells, this sodium carbonate will be transformed into sodium hydrocarbonate.
This process has the disadvantage that the solution taken from the cells has to be returned to it and that the change in its composition can adversely affect the course of the electrolysis. Furthermore, the production of sodium hydrogarbonate can only be done in close technical local connection with electrolysis. Electrolysis. The electrolysis should also be further modified in that for each step of the process one can only electrolyze until a 4-8% sodium hydroxide solution is obtained, while otherwise one obtains in a single step by the process of amalgamating a solution of sodium hydroxide, the content of which will be 40 to 50%.
Other more technically favorable possibilities must therefore be sought for the production of sodium hydrocarbonate.
The invention relates to a process for the manufacture of pure sodium hydrocarbonate by converting a solution of sodium hydroxide which is formed in the electrolysis of sodium chloride with an NaOH content greater than 40 percent. by weight, with carbonic acid or a gas containing it, a process characterized in that the sodium hydroxide solution is diluted to a sodium hydroxide content of preferably 8 to 15 per cent. weight with mother liquors coming from the process and remaining after separation of the solid sodium hydrocarbonate, following which one introduces into this solution pure carbonic acid, or a mixture which contains it, and one finally separates the sodium hydrogencarbonate formed.
For the process according to the invention, a solution of sodium hydroxide is used as it is obtained during the electrolysis of sodium chloride by the product.
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yielded to amalgam. Sodium hydroxide solutions with a HaOH concentration greater than 40% are produced there, which can be converted into sodium hydrocarbonate according to the invention without any prior treatment.
The carbonic acid which is additionally required for the conversion will preferably be obtained by baking calcium carbonate or by calcining sodium hydrocarbonate. It is also possible to use gases containing CO2 such as are produced during the washing of gas mixtures necessary for syntheses or during the combustion of materials containing carbon. Natural gas containing CO2 can also be used. The gas which contains carbonic acid must be very pure and will therefore be washed before use with water, possibly with a sodium hydrocarbonate solution, and purified by the electrostatic process, in order to be purified of flying dust, acid constituents and aerosols or others.
The gas which contains carbonic acid can be used in the form of a high percentage gas, for example containing 90% CO2 or in the form of a mixture with inert gases such as for example nitrogen and oxygen. .
The invention also extends to an installation for applying the above method or the like.
The process according to the invention is carried out in a reaction vessel which is suitable as a carbonate tower, for example in a closed cylindrical vessel, standing vertically which is provided with a lower inlet connection for the gas rich in carbon. carbonic acid, and an upper outlet connection for gnz low in carbonic acid. This reaction vessel is supplied with sodium hydroxide solution.
According to the invention, a sodium hydroxide solution is used for this purpose which has been diluted, inside or outside this reaction vessel, with a mother liquor obtained from a above, saturated with sodium hydrocarbon, to a solution which contains 8 to 15 percent, preferably 10 to 12 percent, sodium hydroxide. The two solutions are mixed at temperatures of 20 to 30 c
The saturated sodium hydrocarbonate solution contains at these temperatures 8.7 to 10 weight percent sodium hydrocarbonate.
Thus, for one part by weight of 45 to 55 percent by weight sodium hydroxide solution, 2.5 to 5.5 parts by weight, preferably 3 to 4 parts by weight, of mother liquor will be required. to produce the sodium hydroxide solution which is to be used according to the invention. In the 8 to 15 weight percent sodium hydroxide solution now in the reaction vessel, CO 2 is then introduced at the temperature which is given by the mixture. During the addition of CO, the temperature
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of the reaction mixture continues to rise and will be maintained by cooling to numbers of 65 to 70 C.
At the end of the absorption of carbon dioxide the reaction mixture is cooled to 22-28 ° C so that the sodium hydrocarbonate crystallizes as completely as possible. The introduction of carbonic acid is continued for as long as is necessary so that virtually no further absorption takes place in the reaction mixture.
In order to use carbonic acid as completely as possible, it has appeared advantageous to carbonate the sodium hydroxide solution in several tanks connected one behind the other in the direction of the gas or in the precipitation columns which are common. in the ammonia-sodium carbonate process. The connection of carbonation tanks according to IIonigmann, known from the ammonia-carbonate process, has also been shown to be very suitable for this carbonation.
If three reaction vessels are connected one behind the other, the carbonic acid will first be introduced into the reaction vessel where carbonation is most advanced. The gas which escapes from the first reaction vessel enters the second reaction vessel which contains a less carbonated sodium hydroxide solution; the gas which escapes from the latter in turn arrives in the third tank, which is supplied with fresh sodium hydroxide solution and mother liquor saturated with sodium hydrocarbonate returned. When carbonation is complete in the first tank, it is drained. By switching the gas supply, the tank which was previously the second becomes the first in the gas direction and the one which was the third becomes the second in the gas direction.
The previously first vessel is filled with fresh sodium hydroxide solution and saturated sodium hydrocarbonate solution and is then connected as a third reaction vessel. The sodium hydrocarbonate crystals which would remain, during the emptying of the tank, adhering to the cooling pipes and to the walls in no way hinder the progress of the process according to the invention, since they will be dissolved at the start of the process. the following operation with fresh sodium hydroxide solution.
The sodium hydrocarbonate crystallizes in the reaction mixture constituted according to the invention into well-formed crystals which can be easily separated, for example by decantation and subsequent centrifugation, or by filtration. The moist crystallizate thus obtained will not be washed but dried well directly with hot air which will enter the dryer at a temperature of about 150 ° C. It is surprising to find that, if the following carbonate is carried out the invention a 50% caustic soda lye for example, without evaporating the water from the residual solution, makes it-
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The amount of pure dry sodium hydrocarbonate amounts to about 95 to 96% of theory and depends primarily on the final temperature adjusted upon cooling of the reaction mixture.
In addition, there is obtained as mother liquors a saturated aqueous solution of sodium hydrocarbonate at about 9 to 10 percent by weight.
According to the invention, this solution will be used in part to dilute the fresh caustic soda lye. The remainder can be used for another technical use and for example be introduced into the ammonia soda process.
The process according to the invention consequently eliminates any evaporation of the water supplied by the sodium hydroxide solution, except for the insignificant quantity of moisture which adheres to the centrifuged or filtered crystallizate and which is removed during the drying operation. A big advantage is furthermore that (According to the one-step process of the invention a pure sodium hydrocarbonate is obtained which contains less than 0.015% sodium chloride and only about 10-3% sodium chloride. silicon dioxide, alkaline earth metal and iron oxide, provided that the reaction vessels are protected against corrosion, for example coated with VA steel.
The sodium hydrocarbonate obtained according to the invention can be used directly in pharmaceutical applications or in the art of foodstuffs.
The execution of the method according to the invention is explained in more detail below by way of an example.
EXAMPLE
Three steel tanks with a capacity of 80 m3, which are coated for protection against corrosion with stainless steel, which are equipped with a cooling pipe system, and have fittings for the water. The inlet and outlet of liquid and gas are connected one behind the other in the direction of the gas in the form of a battery. Vessel 1 is filled with 7 nide lye 'of 50% caustic soda and 38 m 3 of a mother liquor formed from a saturated 9.8% sodium hydrocarbonate solution.
Due to the heat of dilution, the onset temperature rises from 28 C to 42 C. We then introduce the gas containing 55% CO2 and 45% inert gases which was purified by washing with water, with a solution. of sodium hydrocarbonate, and by electrostatic treatment. The gas which escapes from tank 1 passes through tanks 2 and 3, initially empty, and leaves in the open air. The carbonic acid feed is regulated so that the complete carbonation of the sodium hydroxide introduced takes about 9 hours. This requires 5.9 t of carbonic acid. The hourly output will therefore amount to 655 kg of carbonic acid.
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After three hours, the temperature rises in the reaction vessel to 62 ° C. The vessel 2 which has been at. previously filled with 11% sodium hydroxide solution, is then connected to the gas circuit. Since two loads of tanks must now be supplied with carbonic acid, the hourly output will have to be doubled and will therefore amount to 1310 kg. As soon as the temperature has reached in the first tank 65 to 70 c, water cooling is started to maintain this temperature at this level. After a further three hours, the third tank is also filled with sodium hydroxide solution and the carbonic acid flow rate is brought to its final value of 1,965 kg per hour.
Towards the end of the process, the temperature will be lowered in tank 1 to the final temperature of 28 ° C. In the other tanks, the temperature will be regulated in the same way.
The sodium hydrocarbonate suspension from tank 1, which after nine hours is completely carbonated and cooled, is sent under the pressure of compressed gas to a storage tank. After the tank has been emptied, the carbonic acid circuit is changed so that the gas now passes through tank 2 first. The gas which escapes from this tank flows into the tank. which follows, which was previously tank 3, and which has now become tank 2. From this tank, the residual gas escapes into the open air. The crystals in the feed from tank 1 are then separated from the mother liquors by centrifugation. The wet crystallize has a water content of about 9 percent. Co-crystallisate is dried in hot air which will be brought in at a temperature of 150 C.
10,550 kg of dry sodium hydrocarbonate are obtained. The mother liquors obtained during centrifugation, which are saturated with sodium hydrocarbonate, 38 m 'will be used for the dilution of a new carbonation charge. The remaining 650 kg = # 11.2 m3 are taken up and sent to the ammonia soda process.
The 38 m3 of sodium hydrocarbonate solution which must be used for the dilution of the following operation is returned to the reaction vessel, mixed with 7 m3 of caustic soda lye and carbonated again, the gas which s' escapes from the second tank now being introduced into this tank which is subsequently connected in third in the sound of the gas.
The operation continues under the same conditions so that after three hours of operation the circuit of the tanks is changed, and every three hours a tank is emptied and with new water filled,
Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown above, for which other embodiments and other embodiments can be provided, without thereby departing from the scope of the invention.